Mohrscher Kreis gegen Stress

Diese grundlegende Formel verbindet die makroskopische thermodynamische Größe der Entropie (S) mit der Anzahl der möglichen mikroskopischen Anordnungen oder Mikrozustände (W), die dem makroskopischen Zustand des Systems entsprechen. Die Gleichung [latex]S = k_B \ln W[/latex] zeigt, dass die Entropie ein Maß für die statistische Unordnung oder den Zufall ist. Die Konstante [latex]k_B[/latex] ist die Boltzmann-Konstante, die die Energie auf der Teilchenebene mit der Temperatur verknüpft.

Sublimation, der direkte Phasenübergang von fest zu gasförmig, findet bei Temperaturen und Drücken unterhalb des Tripelpunkts einer Substanz statt. Der Tripelpunkt ist der einzige thermodynamische Zustand, in dem feste, flüssige und gasförmige Phasen im Gleichgewicht koexistieren können. In einem Phasendiagramm trennt die Sublimationskurve die feste und die gasförmige Phase. Sie beginnt am Nullpunkt und endet am Tripelpunkt.

Die Reynoldszahl ([latex]\text{Re}[/latex]) ist eine dimensionslose Größe in der Strömungsmechanik, die zur Vorhersage von Strömungsmustern verwendet wird, indem sie das Verhältnis von Trägheitskräften zu viskosen Kräften darstellt. Niedrige Reynoldszahlen kennzeichnen eine glatte, geordnete laminare Strömung, während hohe Reynoldszahlen auf eine chaotische, wirbelreiche turbulente Strömung hinweisen. Sie ist entscheidend für die Bestimmung des dynamischen Verhaltens einer Flüssigkeit und für Skalierungsexperimente.

Elektromagnetische Felder können einen Impuls übertragen. Die Impulsdichte des elektromagnetischen Feldes ergibt sich aus dem Poynting-Vektor [latex]\vec{S}[/latex] geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat, [latex]\vec{g} = \vec{S}/c^2 = (\vec{E} \mal \vec{B})/(\mu_0 c^2)[/latex]. Damit der Impuls in einem System aus geladenen Teilchen und Feldern erhalten bleibt, muss neben dem mechanischen Impuls der Teilchen auch der Impuls der Felder berücksichtigt werden.

Die Mach-Zahl (M) ist eine dimensionslose Größe, die das Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit an einer Grenze zur lokalen Schallgeschwindigkeit darstellt: [latex]M = v/a[/latex], wobei v die Strömungsgeschwindigkeit und a die Schallgeschwindigkeit ist. Sie ist der wichtigste Indikator für Kompressibilitätseffekte. Wenn sich die Mach-Zahl dem Wert 1 nähert und diesen überschreitet, ändert sich die Dichte der Luft erheblich, wodurch sich die aerodynamischen Kräfte verändern.

Rayleigh-Streuung ist die elastische Streuung von Licht an Teilchen, die viel kleiner als die Wellenlänge des Lichts sind. Dieses Phänomen ist für die blaue Farbe des Tageshimmels verantwortlich. Kürzere, blaue Wellenlängen des Sonnenlichts werden von den Stickstoff- und Sauerstoffmolekülen in der Atmosphäre stärker gestreut als längere, rote Wellenlängen, wodurch der Himmel aus der Perspektive des Beobachters blau erscheint.

Der ideale Otto-Kreisprozess ist ein thermodynamisches Modell für Ottomotoren. Er besteht aus vier intern reversiblen Prozessen: isentroper Kompression (1-2), isochorer Wärmezufuhr (2-3), isentroper Expansion (3-4) und isochorer Wärmeabfuhr (4-1). Dieser Kreisprozess bildet die theoretische Grundlage für die Analyse der Leistung von Benzinmotoren unter der Annahme eines idealen Gases als Arbeitsmedium.

Bei diesem von Raoul Pictet entwickelten Gasverflüssigungsverfahren wird ein Gas mithilfe einer Reihe anderer Gase mit zunehmend niedrigerem Siedepunkt verflüssigt. Das erste Gas wird bei Umgebungstemperatur durch Druck verflüssigt. Seine Verdampfung wird dann genutzt, um ein zweites, flüchtigeres Gas abzukühlen und zu verflüssigen, das wiederum zur Kühlung und Verflüssigung des Zielgases verwendet wird, wodurch eine „Kaskade“ von Kühlstufen entsteht.

Die Detonationsgeschwindigkeit (VoD) ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Stoßwellenfront durch einen detonierenden Sprengstoff ausbreitet. Sie ist ein primäres Maß für die Leistung und Sprengkraft eines Sprengstoffs und dient zur Unterscheidung von hochexplosiven und niedrigexplosiven Stoffen. Die VoD ist eine charakteristische Eigenschaft, die von Dichte, Korngröße und Einschluss beeinflusst wird; typische Werte erreichen bei hochexplosiven Stoffen Tausende von Metern pro Sekunde.

Für einen allgemeinen dreidimensionalen Spannungszustand wird die Analyse durch drei Mohr'sche Kreise dargestellt. Diese Kreise werden in der Ebene [latex]\sigma_n - \tau_n[/latex] unter Verwendung der drei Hauptspannungen ([latex]\sigma_1, \sigma_2, \sigma_3[/latex]) als Durchmesser gezeichnet. Der größte Kreis, definiert durch [latex]\sigma_1[/latex] und [latex]\sigma_3[/latex], umschließt die beiden anderen und bestimmt die absolute maximale Schubspannung, [latex]\tau_{abs max} = (\sigma_1 - \sigma_3)/2[/latex].

Scherverdickung oder Dilatanz ist ein nicht-Newtonsches Verhalten, bei dem die Viskosität mit der Scherspannung zunimmt. Ein klassisches Beispiel ist eine Suspension von Maisstärke in Wasser (Oobleck), die sich bei langsamem Rühren flüssig anfühlt, bei schnellem Rühren jedoch fast fest wird. Dieses Phänomen wird durch das Verklemmen suspendierter Partikel unter hoher Scherung verursacht.